¿Qué es y cómo  funciona una válvula de bola?  Guía práctica

La válvula de bola es uno de los dispositivos de acción más eficientes a la hora de controlar el flujo de elementos gaseosos o líquidos. En esta guía te mostraré todo lo que debes saber sobre este mecanismo.

🔰¿Qué es una válvula de bola?

Una válvula de bola es un dispositivo de control de flujo utilizado en sistemas de tuberías para detener o regular el flujo de gases o líquidos. Su nombre proviene de la esfera (o bola) dentro del cuerpo de la válvula que controla el paso del fluido a través de la misma.

Es muy requerida porque se considera que tiene una vida útil bastante larga y porque es eficiente para evitar que penetren elementos externos al interior de la pieza, incluso cuando la válvula no se usa regularmente.

Esto quiere decir que las válvulas de bola son más resistentes a los medios contaminados que otros tipos de válvulas, por lo que incluso se puede usar este dispositivo como válvula de control, con un sellado fiable.

⚜️Partes de una válvula de bola

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Las válvulas de bola constan de varias partes esenciales que trabajan en conjunto para controlar el flujo de fluidos a través de una tubería. Estas partes trabajan juntas para permitir o bloquear el flujo de fluidos a través de la válvula de bola, proporcionando un control preciso en diversas aplicaciones industriales y de plomería.



💠Cuerpo de la Válvula
✅Es la estructura principal que alberga todos los componentes internos de la válvula. Puede tener diferentes formas y tamaños según el tipo y el diseño de la válvula.


💠Esfera (Bola)
✅La esfera es la parte central de la válvula de bola y puede estar hecha de materiales como acero inoxidable, bronce o plástico. La esfera tiene un agujero perforado que se alinea o desalinea con la tubería para controlar el flujo.


💠Vástago de la Válvula
✅El vástago conecta la esfera con el mecanismo de operación externo. Cuando se gira, el vástago controla la posición de la esfera, abriendo o cerrando la válvula.


💠Asiento de la Válvula
✅Es la superficie de sellado en la cual la esfera descansa cuando la válvula está cerrada. El asiento asegura un sellado hermético y evita fugas cuando la válvula está cerrada.


💠Empaquetadura (Sellos)
✅Se utilizan para proporcionar un sellado adicional entre el vástago de la válvula y el cuerpo de la válvula, evitando fugas a lo largo del vástago.



💠Mecanismo de Operación
✅Puede ser manual o automático. En las válvulas manuales, este componente suele ser una palanca o una rueda que gira para controlar la posición de la esfera. En las válvulas automáticas, un actuador (eléctrico, neumático o hidráulico) controla la operación.

💠Conexiones de Tubería
✅Son los puntos de entrada y salida de la válvula, conectados a la tubería a través de roscas, bridas u otros tipos de conexiones.

🔰¿Cómo funciona una válvula de bola?

El funcionamiento de una válvula de bola no es diferente al mecanismo de otros tipos de válvulas, salvo algunas diferencias.

Funcionamiento de una Válvula de Bola
💠Cuerpo de la Válvula✅Estructura tubular que aloja los componentes internos.

💠Bola
✅Representada como una esfera dentro del cuerpo de la válvula. Puede girar para abrir o cerrar el paso del fluido

💠Vástago de la Válvula
✅Conecta la esfera con el mecanismo de operación externo. Permite el movimiento de la esfera.

💠Asiento de la Válvula
✅Superficie de sellado en la parte superior del cuerpo. La esfera descansa aquí cuando la válvula está cerrada.

💠Empaquetadura
✅Líneas que representan sellos o empaquetaduras que evitan fugas alrededor del vástago.

💠Mecanismo de Operación
✅Palanca o rueda en el extremo externo del vástago. Puede girarse manualmente o controlarse automáticamente mediante un actuador.
Secuencia de Funcionamiento
Paso 1️⃣Válvula cerrada. Esfera perpendicular al flujo.
Paso 2️⃣Giro de la palanca o rueda. La esfera se alinea con el flujo, abriendo la válvula.
Paso 3️⃣La posición intermedia ajusta el flujo.
Paso 4️⃣Giro opuesto cierra la válvula. La esfera vuelve a posición cerrada.

Hay válvulas de hasta 4 vías, aunque la mayoría solo trae dos puertos y se abren o cierran por medio de una palanca, como la que ves en el esquema de una válvula de bola. Cuando está cerrada, la empuñadura está perpendicular al tubo.

Hay válvulas de hasta 4 vías, aunque la mayoría solo trae dos puertos y se abren o cierran por medio de una palanca, como la que ves en el esquema de una válvula de bola. Cuando está cerrada, la empuñadura está perpendicular al tubo.

También existen válvulas de tres vías que se caracterizan por tener un orificio en forma de L o de T, que afectan al funcionamiento del circuito, lo que hace a su vez que se puedan lograr varias funciones del circuito, como la distribución o la mezcla de flujos.

Esquema de válvulas de tres vías en T y en L

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🔰Tipos de válvulas de bola más comunes

Existen diversos tipos de válvulas de bola diseñadas para adaptarse a diferentes aplicaciones y requerimientos específicos.

Válvula de bola de rosca

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Utiliza un sistema de rosca para su instalación en una tubería o accesorio. Este diseño permite una conexión fácil y segura a través de roscas, lo que facilita la instalación y el mantenimiento.

Características generales de la válvula de rosca o estándar:

  • En lugar de utilizar bridas u otros métodos de conexión, tiene extremos roscados que se pueden atornillar directamente en las tuberías.
  • No requiere soldaduras ni equipos especializados. Pueden ser instaladas manualmente con herramientas básicas.
  • Se utilizan en una variedad de aplicaciones y entornos donde las conexiones roscadas son preferidas o necesarias.
  • La capacidad de desenroscar la válvula facilita su desmontaje para inspección y mantenimiento, lo que puede ser ventajoso en ciertos escenarios.
  • Estas válvulas están disponibles en una variedad de tamaños y materiales, lo que las hace adecuadas para diferentes aplicaciones y entornos.
  • Son comunes en sistemas de fontanería, sistemas de agua, y otras aplicaciones donde las conexiones roscadas son una opción conveniente.

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Válvula hidráulica

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Están diseñadas para sistemas hidráulicos y de calefacción por su alta presión de funcionamiento ya que son bastante resistentes al aceite hidráulico y de calefacción.

Características generales de la válvula hidráulica:

  • Pueden estar completamente abiertas, completamente cerradas o en una posición intermedia para regular el flujo según sea necesario.
  • Pueden ser operadas manualmente mediante una palanca, rueda u otro dispositivo de control, o automáticamente mediante un sistema hidráulico o eléctrico.
  • Las válvulas de bola hidráulicas están diseñadas para proporcionar un sellado efectivo cuando están cerradas, minimizando fugas y asegurando un control preciso del fluido.
  • Pueden tener conexiones específicas adaptadas para su integración en sistemas hidráulicos, como roscas o conexiones a brida.
  • Algunas están equipadas con sistemas de control integrados que permiten una operación más precisa y automatizada.
  • Estas válvulas son de acero o de acero inoxidable.
  • La presión máxima de funcionamiento de las válvulas de bola hidráulicas supera los 500 bares, mientras que la temperatura máxima llega a los 80°C.

Válvula con bridas

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Son un tipo específico de válvulas de bola que utilizan bridas para conectar la válvula al sistema de tuberías. Tienen características particulares que las hacen adecuadas para ciertas aplicaciones.

Características generales de la válvula con brida:

  • Tienen bridas en ambos extremos que permiten una conexión segura y robusta a las tuberías mediante pernos y tuercas.
  • Proporcionan un sellado confiable gracias a las juntas de goma o materiales similares entre las bridas y las superficies de conexión.
  • Construidas con materiales resistentes, como acero inoxidable, bronce o materiales compuestos, para garantizar durabilidad y resistencia a la corrosión.
  • Pueden adaptarse a aplicaciones con diferentes niveles de presión y temperaturas, según el material y diseño específico de la válvula.
  • Comúnmente utilizadas en aplicaciones industriales donde se requiere una conexión segura y un control preciso del flujo, como en sistemas de procesamiento químico, petroquímico, y plantas de energía.

Válvula ventilada

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La válvula de bola ventilada es muy parecida a las válvulas estándar, salvo algunas diferencias.

Características generales de la válvula ventilada:

  • El puerto de salida ventila al ambiente en posición cerrada.
  • Tiene un pequeño orificio que se perfora en la bola y en el cuerpo de la válvula.
  • Los agujeros se alinean con el puerto de salida y liberan la presión una vez se cierra la válvula.
  • Estas válvulas son de 3/2 vías debido al pequeño orificio de ventilación.

Válvula forjada

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Se fabrican mediante el proceso de forja, que implica dar forma a un material metálico mediante la aplicación de calor y presión. Estas válvulas son conocidas por su resistencia y durabilidad.

Características generales de la válvula forjada:

  • Se crean moldeando las aleaciones y los metales mientras aún están en su forma sólida.
  • Son más adecuadas para aplicaciones industriales que requieren altas temperaturas, presiones y otras condiciones difíciles.
  • Se pueden usar materiales como el latón y el acero inoxidable.
  • Cuando se fabrican, la aleación se calienta, se comprime, se dobla y se le da forma por medio de una máquina de forja con troquel.
  • Necesita poco mantenimiento.

🔰Válvulas de bola de alta presión

Estas válvulas trabajan con una presión de fluido elevada de entre 500 y 700 bares, lo que las hace muy duraderas e ideales en sistemas de tuberías con conexiones a la misma carga de presión.

Los materiales de construcción se usan el acero al carbono y el acero inoxidable 316, con materiales dúplex o muy resistentes para construir las piezas de las válvulas, como los anillos del vástago, la bola y el asiento. Cuando el tamaño de la válvula aumenta, se reduce la presión que puede soportar, y viceversa.

🔰Válvula de bola de PVC

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El cloruro de polivinilo o PVC es resistente a la mayoría de las soluciones salinas, ácidos, bases y disolventes orgánicos, por lo que es común ver este material en válvulas para el riego, el suministro de agua y el drenaje o los medios corrosivos.

Además, exceptuando las ISO-top, las válvulas de PVC suelen tener un precio más bajo, aunque no es tan resistente como el acero o el latón, y tampoco es útil en temperaturas superiores a 60 °C.

🔰¿Cuál es el diseño de la bola?

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Lo más común en este tipo de dispositivo es la “bola flotante”, lo cual quiere decir que está suspendida en el medio y se mantiene en su lugar por dos anillos de sellado. Principales características de la esfera:

⚜️Se fabrican comúnmente con materiales resistentes como acero inoxidable, latón, bronce, aleaciones de níquel, entre otros, dependiendo de la aplicación y los requisitos específicos.
⚜️Su forma esférica permite un sellado hermético cuando está en posición cerrada y facilita un flujo libre cuando está abierta.
⚜️La superficie es lisa y pulida para garantizar un sellado eficiente y reducir la fricción durante la operación.
⚜️El diámetro se fabrica con precisión para adaptarse al tamaño de la válvula y garantizar un sellado adecuado cuando está en posición cerrada.
⚜️La esfera se utiliza para controlar el flujo de manera precisa. Girar la bola permite ajustar la apertura y, por lo tanto, el flujo a través de la válvula.
⚜️El movimiento del vástago afecta la posición de la bola para controlar la apertura y el cierre de la válvula.
⚜️Está diseñada para ser compatible con los tipos de fluidos que manejará la válvula, como agua, gases, productos químicos, entre otros.
⚜️Debe ser duradera y resistente para soportar ciclos repetitivos de apertura y cierre, así como las condiciones operativas del sistema.

Preguntas frecuentes sobre válvulas de bola

¿Cómo se instala una válvula de bola?

La instalación de una válvula de bola comienza identificando la ubicación adecuada en la línea de tuberías. Después de cortar la tubería según las dimensiones especificadas, se asegura que la válvula esté en la posición correcta para permitir un flujo sin obstrucciones cuando está abierta. Luego, se aplican conexiones adecuadas, que pueden ser roscadas, soldadas o mediante bridas, según el diseño y los requisitos del sistema. Después de conectar las tuberías, se aprietan las conexiones, garantizando un sellado hermético. Finalmente, se verifica el funcionamiento, asegurando un control eficiente del flujo.

¿Pueden fallar las válvulas de bola?

Sí, las válvulas de bola pueden experimentar fallas debido a diversas razones. El desgaste natural, la corrosión, y la acumulación de sedimentos pueden afectar la integridad de los materiales, comprometiendo el sellado y la funcionalidad. Además, las condiciones operativas extremas, como altas presiones o temperaturas, pueden contribuir al fallo. También, la falta de mantenimiento regular puede conducir a problemas. Es esencial inspeccionar y mantener las válvulas de bola periódicamente, reemplazando componentes desgastados y asegurando que estén operando correctamente para prevenir fallas y mantener la eficiencia del sistema.

¿Cuándo se abre una válvula de bola?

Una válvula de bola se abre cuando el vástago, conectado a la esfera o bola en su interior, gira en sentido contrario a las manecillas del reloj. Este giro permite que la esfera se alinee con el flujo de la tubería, creando un pasaje directo para el fluido. La apertura de la válvula de bola facilita el flujo sin restricciones del fluido a través de la tubería. Este proceso de apertura se realiza mediante una palanca, un volante u otros dispositivos de control conectados al vástago, proporcionando a los usuarios un control preciso sobre el flujo en el sistema.

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